ES2206371T3 - Util y procedimiento para la mecanizacion de piezas con arranque de virutas. - Google Patents

Abstract

etil para la mecanización con arranque de viruta de piezas, con un cuerpo básico (3), por lo menos una cuchilla (7) fijada al cuerpo básico (3), con un sistema de desbarbado (15) y un dispositivo de accionamiento (39) que coopera con el sistema de desbarbado, caracterizado por el hecho de que el dispositivo de accionamiento (39) puede gobernarse de manera controlada y que gracias al sistema de desbarbado (15) puede colocarse desde una primera posición de funcionamiento retrasada en el cuerpo básico (3) hasta una segunda posición de funcionamiento salida del cuerpo básico (3).

Description

Útil y procedimiento para la mecanización de piezas con arranque de virutas.

El invento hace referencia a un útil para la mecanización de piezas con arranque de virutas, de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1, así como un procedimiento para la mecanización de piezas con arranque de virutas, según el preámbulo de la reivindicación 13. Un tal útil y procedimiento se describe, por ejemplo, en la patente US-A-3.940214.

Los útiles y procedimientos del tipo aquí tratado ya son conocidos. De modo especial en los centros de mecanizado se emplean útiles de los más diversos tipos, para someter a las piezas a una mecanización con arranque de virutas. Se ha puesto de manifiesto que en ellos aparecen rebabas que pueden causar un prolongado riesgo de heridas. Por tanto, después del mecanizado de piezas con arranque de virutas se emplean útiles de desbarbar, para eliminar las rebabas existentes y eliminar en todo lo posible el riesgo de heridas. Así pues se precisa una segunda herramienta para eliminar las rebabas que pudieran quedar de la mecanización con arranque de virutas. Por consiguiente, en muchos casos hay que proceder a un cambio de herramienta. En los centros de mecanizado esto representa un gran inconveniente, puesto que los diversos útiles requieren una gran cantidad de espacio. Pero también suele ocurrir que la preparación de dichos útiles es desfavorable en lo que comporta su mantenimiento en almacén.

Por tanto es objeto del presente invento crear un útil para el mecanizado de piezas con arranque de virutas que no presente tales inconvenientes.

Para conseguir este objeto se propone un útil que presenta las características citadas en la reivindicación 1. Destaca por el hecho de que comprende un sistema de desbarbado, con cuya ayuda es posible eliminar las rebabas existentes después de la mecanización con arranque de virutas, sin que sea necesario el uso de un útil separado.

Es preferible un ejemplo de forma de realización del útil que se caracteriza por el hecho de que el sistema de desbarbado coopera con un dispositivo de accionamiento que garantiza un movimiento relativo entre un útil de desbarbar y una cuchilla de la herramienta. De modo especial, así es posible hacer que el útil de desbarbar realice un movimiento de entrada y salida, para que una vez mecanizada una pieza con arranque de virutas estando el útil de desbarbar retraída, sea posible eliminar la rebaba existente mediante el útil dispuesto entonces en posición salida.

En las reivindicaciones adicionales se indican otras formas de realización del invento.

Para lograr el objeto también se propone un procedimiento para la mecanización de piezas con arranque de virutas, el cual se caracteriza por el hecho de que con un mismo útil se lleva a cabo tanto el mecanizado con arranque de virutas como también el desbarbado de la pieza.

En las reivindicaciones adicionales se indican otras formas de llevar a cabo el procedimiento.

A continuación de describe con detalle el invento haciendo referencia al dibujo. En el mismo:

La figura 1 es un croquis básico de un útil, visto en planta, o sea por su costado frontal;

La figura 2 es una representación del útil según la figura 1, en una sección parcial;

La figura 3 es una sección del útil, es decir de un sistema de desbarbado en una primera posición de funcionamiento; y

La figura 4 es un sistema de desbarbado en una segunda posición de funcionamiento.

En la figura 1 puede verse que el útil 1 presenta un cuerpo básico 3, en cuya superficie periférica 5 sobresale por lo menos una cuchilla 7. En el dibujo de la figura 1 se han representado dos cuchillas 7 y 7'. Sin embargo, el croquis básico aquí reproducido está simplificado. Debe partirse de la base de que, en total, sobresalen doce cuchillas de la superficie periférica 5 del útil 1. En este caso, las cuchillas 7 forman parte de una placa portacuchillas 9 que va fijada de manera convencional al cuerpo básico 3 del útil 1, por ejemplo mediante una garra y un denominado chasis, aquí no representados, que preferiblemente puede desplazarse con respecto al cuerpo básico 3 del útil 1, de manera que puede ajustarse exactamente el radio de mecanizado.

En la mecanización con arranque de virutas de una pieza, el útil 1 normalmente gira, en el sentido contrario al de las agujas del reloj según la figura 1, de modo que las cuchillas 7 de la placa portacuchillas 9 pueden arrancar virutas de la pieza.

Visto en el sentido de giro del útil 1, indicado con una flecha 11, delante de cada una de las cuchillas 7, o sea delante de una placa portacuchillas 9, se encuentra un espacio de acumulación de virutas 13, 13', que sirve para conducir las virutas, en el cual también pueden llevarse las virutas arrancadas por las cuchillas 7, 7', y luego se evacuadas.

La construcción de un útil para arranque de virutas y su funcionamiento ya son básicamente conocidos, de manera que no serán tratados con más detalle. Lo fundamental es que cuando el útil da una vuelta, las cuchillas arranquen virutas de la pieza que está mecanizándose. Por tanto, normalmente se producen rebabas.

El útil 1 está provisto de un sistema de desbarbado 15, que comprende por lo menos un útil de desbarbar 15, que aquí corresponde a la cuchilla 7. El croquis básico de la figura 1 permite ver que también la cuchilla 7' dispone de un útil de desbarbado 17' y que todavía hay dispuestos otros diez útiles de desbarbar, indicados por los círculos concéntricos K1, K2, sobre los cuales trataremos con mayor detalle. Por tanto, también existe un útil de desbarbar para cada cuchilla, o placa portacuchillas, respectivamente, y a la inversa, es decir, en el ejemplo de realización del útil 1 aquí representado, hay tantas cuchillas o placas portacuchillas, respectivamente, como útiles de desbarbar. En lugar de útiles de desbarbado para cada cuchilla, también pueden existir varias cuchillas para un útil de desbarbar que eventualmente sea mayor.

Sin embargo, para el funcionamiento del útil 1 fundamentalmente no es decisiva la cantidad de cuchillas o placas portacuchillas, respectivamente, y de los útiles de desbarbar.

La figura 2 muestra en una vista lateral el útil representado en la figura 1, en que han sido cortadas partes del útil 1. Las mismas piezas vienen indicadas con los mismos números de referencias ya citados, de modo que puede remitirse a la descripción hecha con respecto a la figura 1.

La representación según la figura 2 muestra varias placas portacuchillas 9 con cuchillas que sobresalen de la superficie periférica 5 del cuerpo básico 3 del útil 1, que también sobrepasan el costado frontal 19 del útil 1. Es evidente que el útil 1 aquí representado a modo de ejemplo consiste en una fresa plana.

En la figura 2 se han indicado chasis 21, fijados en el cuerpo básico 3 del útil 1, y en los cuales van fijadas de manera convencional las placas portacuchillas 9. En este caso, los chasis pueden ajustarse en sentido del eje central 23 del útil 1. Los dispositivos de ajuste 25 ya son conocidos y por tanto únicamente han sido esbozados. Sirven para hacer salir más o menos las placas portacuchillas 9 del costado frontal 19 del útil 1. En todo caso también puede preverse una correspondiente posibilidad de ajuste en sentido radial, es decir perpendicular al eje central.

En el cuerpo básico 3 del útil 1 existen escotaduras 27, que aquí son paralelas al eje central 23 y que sirven para alojar el útil de desbarbado 17, tal como se explicará con mayor detalle a través de las figuras 3 y 4.

En el costado opuesto a su costado frontal 19, el cuerpo básico 3 lleva una brida 29, apretada contra el cuerpo básico 3, comprendiendo canales de avance 31 que corren paralelos al eje central 23, los cuales se hallan en conexión de medios entre sí y con las escotaduras 27, con uno o más canales circulares 33.

El útil 1 puede conectarse, a través de la brida 29 y de un conocido eje de fijación 35 con una máquina herramienta o un puesto de mecanizado, respectivamente. La representación parcialmente en sección de la figura 2 permite ver que el eje de fijación es hueco y tiene un espacio interior 37, a través del cual puede hacerse llegar, por una parte un medio de conexión al canal circular 33, para los canales de avance 31 y a las escotaduras 27, mientras por otro lado puede suministrarse un medio de refrigeración y lubrificación a las cuchillas.

Fundamentalmente se sabe el modo de alimentar con medios de refrigeración y/o lubrificación, o con medios especiales, respectivamente, a través del mango de una herramienta, por lo que no se entrará en más detalles.

La figura 3 muestra en sección, muy ampliada, una parte del útil 1, correspondiente a un útil de desbarbado 17. En el cuerpo básico 3 también existe una escotadura 27, en este caso conformado como orificio escalonado, la cual aloja el útil de desbarbar 17, conformado como cepillo de alambre 37, así como un dispositivo de accionamiento 39. Este comprende un émbolo de accionamiento 41, dispuesto herméticamente en la zona superior 43 de la escotadura 27 y que puede desplazarse en sentido del eje longitudinal 45 de la escotadura 27. En el costado inferior del émbolo de accionamiento 41, vuelto hacia el costado frontal 19 del útil 1, hay una espiga de accionamiento 47 a la que va fijado el cepillo de alambre 37, en este caso atornillado por ejemplo mediante una espiga roscada 49. El diámetro exterior de la espiga de accionamiento 47 es menor que el diámetro interior de la escotadura 27, de modo que puede colocarse un elemento elástico, en este caso un muelle helicoidal 51, alrededor de la espiga de accionamiento, que por una parte se apoya en un escalón inferior de la escotadura 27 y por otra parte en el costado inferior del émbolo de accionamiento 41 y que se encuentra sometido a una tensión previa dentro de la escotadura 27. El muelle helicoidal 51 empuja así el émbolo de accionamiento 41 hacia arriba, que se apoya en un estribo, en este caso una placa de cierre 55. Esta va aquí insertada en el cuerpo básico 3 del útil 1, y se fija por medio de tornillos 57.

En la representación según la figura 3, el émbolo de accionamiento 41 se encuentra en su primera posición de funcionamiento superior, es decir a tope con la placa de cierre 55, de manera que el sistema de desbarbado 15 o útil de desbarbar 17, respectivamente, está inactivo: El cepillo de alambre 37 queda completamente insertado debajo de la parte 59 de la escotadura 27 y no sobresale por el costado frontal 19 del útil.

En la figura 3 puede verse que la zona de la boca de la parte inferior 59 en el costado frontal 19 está provista de un ensanchamiento cónico 61, indicado en la figura 1 mediante círculos concéntricos K1 y K2.

Si se desplaza el émbolo de accionamiento 41 hacia abajo, desde la posición representada en la figura 1, venciendo la fuerza del muelle helicoidal 51, hasta su segunda posición de funcionamiento, entonces hace finalmente tope en un escalón superior 63 de la escotadura 27, respectivamente en un anillo de tope 65, colocado en la escotadura 27 y dispuesto concéntrico al eje longitudinal 45.

En la placa de cierre 55 hay colocada una conexión 67, a través de la cual se halla en comunicación con un suministro de medio vía el conducto de unión 69. También es posible ejercer una presión sobre la superficie superior del émbolo de accionamiento 41, opuesta al costado frontal 19, por ejemplo mediante aire comprimido o un líquido hidráulico, para conseguir una fuerza dirigida hacia abajo que sea concretamente superior a la fuerza contraria ejercida por el muelle helicoidal 51. De este modo, el émbolo de accionamiento 41 puede desplazarse hacia abajo, y con él también la espiga de accionamiento 47 y el útil de desbarbar 17, o sea el cepillo de alambre 37.

La figura 4 muestra el émbolo de accionamiento 41 desplazado hacia abajo, y con él el útil de desbarbar 17 y el cepillo de alambre 37, respectivamente, que salen del costado frontal 19. Gracias al ensanchamiento 61, el cepillo de alambre 37 puede abrirse, tal como se ha representado en la figura 4.

La figura 4 muestra, con respecto a la figura 3, un ejemplo de forma de realización algo distinto: La placa de cierre 55 es en este caso algo más pequeña. Sin embargo, la construcción básica del útil de desbarbar 17 y del dispositivo de accionamiento 30 es igual, de manera que para su descripción remitimos a la figura 3 y a las restantes figuras. Para ello, las mismas piezas han sido provistas de los mismos números de referencia.

La representación de la figura 4 permite ver que puede prescindirse del escalón superior 63 y del anillo de tope 65. El movimiento dirigido hacia abajo del émbolo de accionamiento 41 queda limitada por el hecho de que el muelle helicoidal 51 es comprimido en bloque, de manera que todas las espiras quedan unas sobre otras y no puede comprimirse más.

Para el movimiento dirigido hacia abajo del émbolo de accionamiento 41, de la espiga de accionamiento 57 y del útil de desbarbar 17, o cepillo de alambre 37 respectivamente, en el ejemplo de forma de realización aquí representado, es decisivo para el dispositivo de accionamiento 39 que el émbolo de accionamiento 41 sea empujado por su costado superior mediante una fuerza de presión P, mayor que la fuerza opuesta ejercida por el muelle helicoidal 51. De esta manera el útil de desbarbar 17 sale del costado frontal 19 del útil 1 y queda a punto para realizar los trabajos de desbarbado.

Resulta evidente, sin más, que para formar la fuerza de presión no importa si la escotadura 27 sobre el émbolo de accionamiento 41 es impulsada a través de una conexión 67, tal como se ha representado en las figuras 3 y 4, con un medio sometido a presión, o a través de una brida 29, tal como se ha indicado en la figura 2. De hecho si se impulsa el canal circular 33 con un medio sometido a presión, también se forma presión en los canales de avance 31. Luego la misma se aplica sobre la superficie del émbolo de accionamiento 41 opuesta al costado frontal 19, con lo cual dicho émbolo se desplaza venciendo la fuerza del muelle helicoidal 51, de manera que el útil de desbarbar 17 sale del cuerpo básico 3 del útil 1.

También es decisivo que, en el ejemplo de forma de realización aquí representado, el dispositivo de accionamiento 39 puede impulsar el émbolo de accionamiento 41 con una fuerza de presión, bien sea un medio gaseoso o líquido, para activar el sistema de desbarbado 15 y el útil de desbarbar 17, o sea el cepillo de alambre 37, y desplazarlo más allá del costado frontal 19 del útil 1 venciendo la fuerza de un sistema de retorno, que por ejemplo comprende el muelle helicoidal 51.

Si se reduce la presión que actúa sobe la superficie del émbolo de accionamiento 41, el muelle helicoidal 51 acaba empujando el émbolo de accionamiento, con lo cual también el útil de desbastar 17 retorna a la posición inicial: El cepillo de alambre 37 vuelve a retroceder de nuevo dentro del cuerpo básico 3 del útil 1.

A continuación se explicarán con más detalle el funcionamiento del útil y del procedimiento para la mecanización de piezas con arranque de viruta:

En una primera fase de mecanizado, el útil 1 se utiliza principalmente para arrancar virutas de una pieza. Para ello no influye para nada si, tal como puede verse en las figuras 1 y 2, el útil 1 es una fresa u otra herramienta que sirve para el mecanizado con arranque de viruta, por ejemplo de un escariador o similar. En el proceso de mecanizado con arranque de viruta, las cuchillas 7 sobresalen de la superficie periférica 5, y en determinados casos, del costado frontal 19 del cuerpo básico 3 del útil 1, y así pueden arrancar virutas de la pieza. En esta clase de funcionamiento del útil 1, el sistema de desbarbado 15 se halla inactivo, es decir, el útil de desbarbar 17 o cepillo de alambre 37, respectivamente, queda insertado dentro del cuerpo básico 3. Una vez realizado el mecanizado con arranque de viruta, se levanta la herramienta de la pieza que está siendo trabajada y se devuelve a su posición de partida. Ahora se activa el sistema de desbarbado 15, es decir, el útil de desbarbar 17, aquí conformado como cepillo de alambre 37, haciéndolo salir del cuerpo básico 3 del útil 1 de manera que puede llevarse a cabo otra fase de trabajo de la superficie de la pieza con el útil de desbarbar 17.

Son decisivos los siguientes criterios:

En una primera fase del proceso, se somete la pieza a una mecanización con arranque de viruta mediante el útil 1. En una segunda fase de mecanización se procede a un inmediato desbarbado de la pieza con ayuda del mismo útil. Para ello es necesario que exista un movimiento relativo entre las cuchillas y el útil de desbarbar 17. En el ejemplo de forma de realización aquí descrito, con ayuda del sistema de accionamiento 39 se garantiza que el cepillo de alambre 37 o útil de desbarbar 17, respectivamente, que se halla primero introducido, no toque la superficie de la pieza, sino que sean primero las cuchillas 7 las que arranquen virutas. Sólo entonces se hacen salir los útiles de desbastar y puede llevarse a cabo el desbastador de la superficie de la pieza.

Resulta sin más evidente que también podría preverse un movimiento de las cuchillas 7. Las mismas podrían desplazarse tanto hacia afuera que al hacer girar el útil sobresaliesen más del contorno exterior que los útiles de desbarbar o los cepillos de alambre, respectivamente. En dicha posición de funcionamiento se podría llevar a cabo la mecanización con arranque de viruta de la pieza. Una vez concluida dicha mecanización, las cuchillas podrían hacerse retroceder, de manera que ahora fueran los útiles de desbastar los que trabajasen la superficie de la pieza. A pesar de que este modo de funcionar del útil también sea básicamente posible, es preferible el que se ha descrito antes, puesto que entonces no hay que mover las cuchillas para el cambio de función del útil 1, y por tanto pueden colocarse con mayor precisión en el cuerpo básico. En la entrada y salida del útil de desbarbar, sobre todo cuando el mismo está concebido como cepillo de alambre, no tiene una importancia decisiva la distancia que salen los cepillos. Lo decisivo es sólo que sobresalgan más que las cuchillas 7 hacia la exterior del cuerpo básico 3 para poder llevar a cabo el desbarbado.

Al desbarbar las piezas se utilizan especialmente cepillos de alambre 37, cuyas cerdas individuales llevan un recubrimiento resistente a la abrasión, de manera que se obtiene una larga duración del útil 1.

Además, se pone de manifiesto que, para el modo de funcionar el útil 1, también podrían emplearse dispositivos de accionamiento 39 conformados de otro modo para el gobierno y accionamiento del útil de desbarbar, tales como aquellos que hagan entrar y salir el útil de desbarbar 17 de manera electromecánica. Por último, también puede pensarse en accionar el dispositivo de accionamiento 39 en función del número de revoluciones, por ejemplo con ayuda de conocidos cuerpos que, a partir de un determinado número de revoluciones, desplacen la fuerza de un resorte y así provocar la salida del útil de desbarbar 17. También en este caso resulta posible una inversión del funcionamiento, es decir un desplazamiento de las cuchillas con respecto a cepillo de alambre fijos. En cualquier caso, además es posible una combinación de los diferentes tipos de accionamiento (neumático, hidráulico, mecánico por fuerza centrífuga, mecánico por medio de un electroimán) para obtener un movimiento relativo entre la cuchilla y el útil de desbarbar.

Después de todo resulta evidente que, preferiblemente, el útil 1 está equipado con placas portacuchillas fijas 9. Sin embargo, esto significa que puede llevarse a cabo un desplazamiento de las cuchillas portacuchillas para ajustar exactamente el útil 1. Los útiles de desbarbar 17, o sea los cepillos de alambre 37, pueden desplazarse con ayuda de un dispositivo de accionamiento 39, de manera que mediante el útil 1 puede realizarse tanto un mecanizado con arranque de viruta como también un desbarbado de piezas. De este modo, los útiles requeridos para la mecanización de piezas pueden reducirse notablemente, y con ello también el espacio necesario para los correspondientes centros de herramienta o centros de mecanizado. Así el útil 1 es de construcción sencilla y poco expuesto a averías y desgastes, respectivamente.

Después de todo se pone además de manifiesto que fundamentalmente pueden llevarse a cabo en una misma fase de trabajo la mecanización con arranque de virutas y el desbarbado. Esto se consigue por el hecho de que los útiles de desbarbado ya se activan, es decir se hacen salir, durante el mecanizado con arranque de virutas.

Este modo de mecanizado ahorra mucho tiempo. Sin embargo, la ventaja del proceso arriba descrito es que ambas fases de trabajo, mecanizado con arranque de viruta y desbarbado, no se influyen una a otra.

Claims (15)

1. Útil para la mecanización con arranque de viruta de piezas, con un cuerpo básico (3), por lo menos una cuchilla (7) fijada al cuerpo básico (3), con un sistema de desbarbado (15) y un dispositivo de accionamiento (39) que coopera con el sistema de desbarbado, caracterizado por el hecho de que el dispositivo de accionamiento (39) puede gobernarse de manera controlada y que gracias al sistema de desbarbado (15) puede colocarse desde una primera posición de funcionamiento retrasada en el cuerpo básico (3) hasta una segunda posición de funcionamiento salida del cuerpo básico (3).

2. Útil de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que el sistema de desbarbado (15) comprende por lo menos un útil de desbarbar (17).

3. Útil de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado por el hecho de que el sistema de desbarbado (15) comprende un cepillo de alambre (37).

4. Útil de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el cepillo de alambre (37) comprende cerdas recubiertas resistentes a la abrasión.

5. Útil de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que existe un dispositivo de accionamiento (39), con cuya ayuda puede ejercerse un movimiento relativo entre la cuchilla (7) y el útil de desbarbar (17).

6. Útil de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el dispositivo de accionamiento (39) puede ser activado de manera hidráulica, neumática y/o
electromagnética.

7. Útil de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el dispositivo de accionamiento (39) comprende por lo menos un émbolo de accionamiento (41).

8. Útil de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el émbolo de accionamiento (41) trabaja conjuntamente con el útil de desbarbado (17).

9. Útil de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que la cuchilla forma parte de una placa portacuchillas (9) que puede montarse en el cuerpo básico (3) del útil (1).

10. Útil de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el útil presenta varias cuchillas (7, 7').

11. Útil de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que hay un útil de desbarbado (17) para cada cuchilla (7).

12. Útil de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el sistema de gobierno, en especial el gobierno neumático, comprende varios émbolos de accionamiento (41).

13. Procedimiento para el mecanizado de piezas con arranque de viruta con por lo menos una cuchilla, fijada en un cuerpo básico del útil, por medio de un útil de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado por las siguientes fases:

- mecanización de la pieza con arranque de virutas; y

- desbarbado de la pieza con el mismo útil.

14. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 13, caracterizado por el hecho de que se activa un dispositivo de accionamiento para llevar a cabo un movimiento relativo entre la placa portacuchillas y el sistema de desbarbado del útil.

15. Procedimiento de acuerdo con una las reivindicaciones 13 ó 14, caracterizado por el hecho de que el sistema de desbarbado comprende un útil de desbarbado, que se introduce para la mecanización con arranque de virutas de la pieza y se hace salir para desbarbar la pieza.